Amélioration de la production de plaquettes in vitro

Les plaquettes sont au centre d’un processus physiologique clef qui est de maintenir l’intégrité vasculaire et d’arrêter les saignements en cas de lésions. Elles sont produites dans la moelle osseuse et libérées dans la circulation par leurs précurseurs, les mégacaryocytes (MK) suite à un processus finement régulé, la mégacaryopoïèse. Il a pour origine une cellule souche hématopoïétique multipotente (CSH) qui va s’engager vers la lignée mégacaryoblastique pour donner naissance aux MK immatures. Après une succession d’étapes de maturation, le MK étend de larges fragments cytoplasmiques dans la lumière du vaisseau, les proplaquettes, qui sous la contrainte des forces hémodynamiques se fragmentent libérant ainsi les plaquettes sanguines. In vivo, dans la moelle osseuse, chaque MK mature peut théoriquement libérer 2 000 plaquettes dans la circulation.

La transfusion de plaquettes provenant de donneurs permet de prévenir les complications hémorragiques chez des patients présentant des numérations plaquettaires fortement diminuées. Face à la demande croissante en produits sanguins contrôlés, indemnes de risques infectieux, immunitaires et inflammatoires l’intérêt de les produire in vitro revêt aujourd’hui un intérêt majeur.

Nous avons récemment identifié un progéniteur mégacaryocytaire, identifié sur les marqueurs de surface CD34+CD41low, compétent pour la production de plaquettes et dont l’apparition est contrôlée par le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AHR), permettant de produire 250 plaquettes par MK. Son identification et la compréhension des mécanismes dépendants de l’AHR ouvrent de nouvelles perspectives pour améliorer la production de plaquettes de culture. Un autre point clé reste cependant à résoudre en vue d’améliorer la libération des plaquettes dans le milieu de culture. Une des pistes sera de développer des systèmes qui intègrent des forces hémodynamiques pour s’approcher au plus près des conditions natives et qui soient compatibles avec une production de plaquettes à grande échelle. Le projet de thèse vise à augmenter les rendements de plaquettes i) en décryptant les mécanismes mis en jeu par l’AHR dans la production de plaquettes et ii) en développant un système de libération de plaquettes efficace.

 

  1. i) L’AHR peut agir en activant soit une voie canonique soit de manière non canonique via plusieurs voies de signalisation (Wnt/βcaténine, STAT, HIF, MAPK, PI3K/AKT…). Nous avons montré dans un travail récent que la voie canonique n’était mise en jeu dans la production de plaquettes. Le projet vise donc à identifier les voies de signalisation non canoniques impliquées dans l’émergence de la population CD34+CD41low et sa capacité à émettre des proplaquettes, en analysant la régulation de gènes cibles et l’état de phosphorylation des protéines cibles, en utilisant des inhibiteurs connus de ces voies ou des shRNA.
  2. ii) Actuellement le meilleur rendement de libération des plaquettes est obtenu par méthode manuelle de pipetages. Une modélisation des flux générés dans ces conditions sera réalisée en vue de développer un système automatisé et adapté à de grands volumes de culture. L’analyse des flux et le développement du prototype se fera en collaboration avec un spécialiste des fluides de l’université d’Aix/Marseille. Des analyses de morphologie, de fonctionnalité in vitro et in vivo seront réalisées.

 

Ce travail devrait ouvrir de nouvelles voies d’amélioration de la production de plaquettes in vitro à visée transfusionnelle.

Directrice de thèse : Catherine Strassel

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